首次發(fā)現(xiàn)D介子粒子與反D介子粒子的衰減差異

據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報(bào)道，歐洲核子研究中心(CERN)的科學(xué)家，首次發(fā)現(xiàn)了D介子粒子與反D介子粒子的衰減差異，為解釋宇宙為何由物質(zhì)而非反物質(zhì)組成提供了新途徑。

參與大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)上LHCb實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家做出了上述發(fā)現(xiàn)。此前，研究人員已預(yù)測到這種行為差異，而且這也符合粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型。

物質(zhì)和反物質(zhì)擁有同樣的屬性，除電荷相反外，它們應(yīng)該“行為”一樣，甚至“外貌”也一樣，這種現(xiàn)象名為CP對稱。這一對稱也表明，宇宙誕生時(shí)產(chǎn)生了等量的物質(zhì)和反物質(zhì)。但等量的物質(zhì)和反物質(zhì)一開始就會(huì)彼此湮滅，人類也將不復(fù)存在。如果這一對稱性有損壞——CP破缺，則意味著有些反物質(zhì)的行為與其對應(yīng)物質(zhì)不一樣，或許可以解釋為什么現(xiàn)在的宇宙由物質(zhì)主宰。

自20世紀(jì)60年代以來，物理學(xué)家已在K介子和B介子(都由兩個(gè)夸克組成)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了CP破缺現(xiàn)象，相關(guān)研究分別于1980年和2008年榮膺諾貝爾獎(jiǎng)。

但到目前為止，科學(xué)家從未在任何包含“璨”夸克的粒子(如D介子)內(nèi)看到CP破缺。英國利物浦大學(xué)的粒子物理學(xué)家、LHCb團(tuán)隊(duì)成員塔拉·謝爾斯說：“觀察到璨介子物質(zhì)和反璨介子物質(zhì)行為的不同，為我們提供了一種新方法。”

CERN研究人員之一、阿姆斯特丹國家核能和高能物理研究所的粒子物理學(xué)家奧莉雅·艾貢姬娜也表示，盡管D介子行為的這一影響太小，不足以完全解釋物質(zhì)的主導(dǎo)地位，但它提供了解決問題的新途徑?？茖W(xué)家可從中尋找與標(biāo)準(zhǔn)模型的偏差，最終解釋物質(zhì)—反物質(zhì)之間的不平衡。

此外，這一發(fā)現(xiàn)還將有助于理論家更好地理解D介子和類似粒子中這一行為背后的機(jī)制。

當(dāng)然，物理學(xué)家們知道，物質(zhì)的主導(dǎo)地位不能僅靠夸克和反夸克的行為來解釋，發(fā)現(xiàn)新的CP破缺仍是粒子物理學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)之一。(劉霞)

關(guān)鍵詞： 衰減差異